台車動的試験機による振動試験について

u.D.C,d29.11.011.1;d20.178.53

台車動的

験機によ

_る振動

大

橋

剛*

験について

Vibration

Tests

by

Dynamic

Truck

Tester

By TsuyoshiOhashi

Kasado Works,Hitachi,I.td.

Abstract

According to _{the speed-up}

Characteristics and the reduction effective aid forthe studyinthis TruCk Tester.

This Dynamic Truck Tester road and are driven by a D.C.

put _under theload _equivalent

Whichinclude heat-runnlngteSt,

Of railroad tra伍ic,theimprovement _{of vibration}

OfcarweightshavebecomeamaJOrprOblem.Asan

field,thewritershavedevisedastationary _Dynamic

is built _{on4wheels,Which form anin丘nite}

rail-motor･A truck,placed on these,Wheelsistobe

to _{the carload whenitis used for the testings,}

vibrationtestanddynamicstrengthtest.Bymeans

Ofthistester,truCksforOsaka City and others were _{tested withexcellent results}

attesting the usefulness of this tester.

The _{construction,the characteristics of the Dynamic Truck Tester}

and the resultsofvibrationtestsfortrucksofOsakaCity,arediscussedinthisarticle.

〔Ⅰ〕緒

言

最近車細の高速化に伴って､振動特性を改善して乗心 地を向上し騒音を減じ各部品の磨耗破損の限度を上昇さ せる事と､軍掬の軽量化を計ってその建造責運転維持費 を減少させる事が強く要望されて来た｡ 我国でも 鉄を巾JL､にして真剣な研究が進められてお り､日立製作所としても軽量革禰､防振合率等の試作研究 に鋭意努力を重ねて来たのであるが､この研究の一環と して今回定置式の台革動的試験機を製作し､これに依り

台車の諸特性を究明して行くことになった｡

華朔の諸性能ほ実地路線に於ける走行試験に依り判断

せられるのが普通であって､この方法ほ営業

と同一条件で行われるた捌こ 転の場合 呆の判定には至極 _都合が

良いのであるが､試験結果を解析して原因を探究し積極

的に改善を計ることに対しては､未知の条件が多く入つ ている関係上困難を伴うものであり､更に車滴特性の組 緻的研究を行おうとする場合に試験の規模､場所の問題 等より著しく不便が感ぜられた｡ 日立黎作所笠戸工場 今回製作した台車動的試験槻ほ特に台革諸性能の組織 的研究に便なるよう設計されたものであって､跡こ大阪 市電台車を始め各種の台車について振動試験を行って来

たので､その試験の状況と共にこの試験機の構彗及び性

能について述べる｡

〔ⅠⅠ〕構

_造

この試験機は第】図に示すようiこ､無限軌条を形成す る車輪上に台車を載せその草輪を電動機で駆動し､台車 血 ｢ ▲ 血 章拭支持竃 川 】H .

肝

＼+ ∴ .｢試!践台'喜 変速機

P

＼ 已:■r■◆●-l 】 1

｣

駆動電軌捜 距調整ハンドル 壷 目::;■･ 編 固定軸 第1図 台 車 動 験 機

452 _{昭和28年2 月 日 丑二} の心皿上には適当な荷重が作用するようiこ車体を載せた 構造になっており､特に設計上次の諸点に留意した｡

(1):車輪ほ特殊構造として台宰の上下方向に任意且

容易に強制変位を与え得る構造とした｡

(2).駆動方式全般に亘り騒音を生じないよう留意し た｡ (3)台車の心皿荷重ほその重心高さ慣性モーメソト

が実物軍体のそれ等と等しく加荷出来るようにし

た｡

(4)宰葡の高速化に対応すると共に振動樽陸の測定

に健なるよう､試験速度ほ大幅に且無限_段階に変 化せられるようにした｡ (5)二軸台革について､現用されるもののみならず 将来我国で使用されると思われるあらゆる種類の

ものゝ試験が行われるように軌間固定軸距を調整

可能にした｡

この試験機の主なる仕様ほ次の通りである｡

試験せられる台車..…………二軸ボギー台亭 軌間 762∼1,435mm 軸足巨1,100∼2,600nlm 試 験 速 度‥... ‥.4∼150km/br 心 血 荷 重……….2∼13t 心 血 高 さ……….400-1,000nm 駆 動 方 式‥‥.‥‥.直流 動機駆動ワード

レオナード速度制御

主要部分の構造は次の通りである｡

(1)軸及び革輪

草輪ほ外径1,060mm

でリム部 は軌条頭と同じ形状になっている｡車輪ほ偏心体を介し て軸に固定され偏心体の 整に依り車輪を軸に対して 2mT-1までの任意の偏心を与える事が出来る｡リムの1 箇所には突起を乗付け得る鰐があり 0∼5mmの高さを

有する突起が備付けられている｡台革の軌間に応じては

ねぢに依り車輪の位置を調整する｡

(2)駆動及び動力の

_{この試験機はワードレオ}

ナード方式で速度制御される直流電動機で駆動される｡

動力は電動機より変速機を経､一対の振れ傘歯車を介し

て車輪へ伝えられる｡変速機は二段の速度変換が可能で

あって､ワ←ドレオナード方式に依る電動機の速度制御

と相倹って150∼15km/hr,40∼41くm/hrの広い試験速

度を有している｡特に騒音が問題となる150∼15km/br

の試鹸速度に於てほ変速機内では歯車の噛合はない｡ (3)フレーム及び基礎 基召楚は特に事体のロー･リン グに十分な抵抗を有するよう堅固に施工し､フレームほ その中に埋込みになっており車軸の軸受ほその上に台車

の固定軸距に合せて固定されるので､台車と大地との聞

にはばね系は入っていない｡ 評

_論

_{第35巻 第2号} (4)事体 事体ほ所謂台枠部分のみであるが､台専 心皿上に適当な荷重を与える為重心位置及び慣性モーメ

ソトが実物草体のそれに等しくなるように重錘を積載す

る構造になっており､心皿上の床面は振動測定に便なる

ように広い窒間がとってある｡草体の他端は事体のピゾ

テング､ヨーイング､ローーリこ/グが自由であるようにピ

ソ接手となっており､台車心皿高さに対して車体床面を

水平に保つための調整ねぢを有する｡

〔ⅠⅠⅠ〕性

能

この試験機は定置式であるた捌こ種々の特長を有する がその主なるものは次の通りである｡ (1)台車の性能むこついての判断が直ちに行われ改善

が容易に行われる｡

(2)試験条件むこ未知のものが含まれないので組織的

な研究には特に便利であり結果の解析も容易である｡

(3)走行中の台車枠の応力､ばねの揆み､各部品の

連動のように普通観察や測定の困難なものでも容易に行 うことが出来る｡ この試験機で行われる試験i･よ非常に広範なものが考え られるが以下具体的にどのようにして試験を行うかにつ いて述べよう｡ 種別 台車動的言式験機 実際路線 ヲ五割:変化. ヲ量制変化 突 走塁 (〕 ヵし

rぁ

】 ◆可

J

偏 疋 左 右 同 ■椙 g 口 ､J ｢ ､ e _∠e 左 右 逆 相 肌弓 ＼ e

三J一-∵

第2図 台車動_的試験機の強制変位

Fig･2･Forced Displacements _of Dynamic Truck Tester

台車動的試験機によ

_{る振動訳験について}

1.走行試験 新製蔀葡に於ては軸受の他､各部品の検査のために50 km以上の試 転を行うのが普通であって､軸受の発熱 状況､ブレーキの作用等が最も問題となる｡この試験機 ではブレーキの性能試験は行われないが､熱 対の助け

をかりれば軸受の研究には頗る有効である｡現在貨車用

台車を使用して､軸受の材質､仕上面､当り及び設計寸

法の検討を目的とする試験が行われつゝある｡この他走

行中の台車各部分の運動を観察することほ設計上有用な .資料となる｡ 2･振動特性の測定 この試験機の主目的は台車の振動特性の改善であつ て､事体床面上の加速度計に依り事体上下､左右､前後 の加速度､文台尊ばね部分にとりつけられた変位計とオ ッシロに依り各ばねの毒莞み､台車軸箱の他､各部品の加

速度の測定が広範な試験適度に亘り行われる｡

台尊尊輪へ強制変位を与える方法として突起及び偏心

がある事は既述したが､それ等と実際路線との関係は第

2図に示す通りである｡第2図で偏心の場合､同相とゆ

うのは試験機の車輪がすべて同じ方向に偏心された場合

であり､蓮相とほ左石草輪の偏心方向が1800臭ってい

る場合で､この時にほ車輪の回転につれて台草は左右交

互に持ち上げられる｡ 振動特性の測定は､ばね系の設計､i･￡ね下重量の問題 オイルダンパーの特性の決定､括枕吊りの長さ等台 祇の木質にからむ多くの問題の研究のもとゝなるもので ある｡ 3.台卑動的墟度の測定 台車を軽量化するためには実物台専の走行中の応力分 布を測定するのが最も有効である｡測らんとする台車の 部品(例えば台専枠)の応力ほ試験機を駆動し 線歪計に依り容易に見出し得る｡ 気抵抗 第3図 Fig.3. 台車動的試験機に依る振動試験

Vibration Test on Dynamic Truck

Tester

453

第4図

Fig.4.

台車動的試験械に依る振動試験

Vibration Test on Dynamic Truck

Tester 4･その他の試験 以上の試験の他に台車から発する騒音の原因の追究､

高速度写真撮影に依る釣掛式電動機の運動の解明等が計

画されている｡

〔ⅠⅤ〕

此処でほ大阪市

振動試験について

台専の振動特性の測定結果及びそれ

から判断される台車動的試験機の性能について検討を行 ってみたい｡第3図､第4図はこの試殴の状況を示す｡

1.大阪市

ノ､ 亡l 軌 台車の要目 車 型 式……….KBD-13 間‥.‥ _{…‥1,435mコ1} 車 _{輪 直} 径……….660mm 固 定 軸 足巨…….‖..………1,625mm 心 皿 荷 重(基軍時)…………4,800kg 片側ばね剛性 軸ばね……….1801唱/mm 枕ばね……….101kg/mm 合 _{成‥. 65kg/mm} 吊リンク有効長. _{……‥.505mm} オイルダンパー…………‥トキコ DtJ-S塾 台車総重量(電動機を含む)……3,600kg 2.試験の方法及び使用計器 試験速度は路面 約10種 _に変え､ 々に変えて行った｡ 床面上輩

専であるので､4∼40km/hrの聞を

突起及び偏心(同相及び逆柏)を槌 使用した計静は次の通りである｡ 梅北式DV3型振動加速計 ほ _ね の _撰主み _{相対変位計(自家製)} 3.試験結果及びその検討

第5図は床面上の加速度波形の一部であり､第`図は

変位計に依って各ばねのj莞みをオブシPで記録したもの ゝ一部である｡何れも心皿荷重4,658kgの場合であるG

454 _{昭和28年2月}

第5図 _{車 体 振 動 加 速 度 波} 形

Fig.5.Wave Forms _of Acceleration _of Car

托ばわぃ■ 突起衝ま _軸ばね⑤ 軸はね 〃

芸芸≡慧ナ

削ねJ∫ 軸l∬口り 枕は力/

園

同相偏几･同⑦

芸悪≡慧

_上冨

し

園

○ ､

圏

道柑飢

同富

速度=〟血〃 鳳ヒ=/イ〝上⑦ e) +十 第6図 ば _ね の 摸 Fig･6･I)e8ectionsofSprings み b(号琴些虚遠菖戻應 毎(古史亜)観鰯日石壷 振 動 数 功一 第7図 共 振 番 線(上下) Fig.7.Resonanse

_{Curves(Vertical)}

振動 _数(;々 第8図 共 _三振 曲 _線(左右) Fig.8.Resc･nanSe

_{CurveS(Transverse)}

第5図に於てほ当然の事ながら前後方向の振動が殆ど 出ておらず､文運相偏心の場合には上下方向の振動が非 常に少ないのは注目すべきであろう｡第占図では特に突 起衝撃の場合に枕ばねの最大変位が､離ばねのそれより 時間的に連れているのが分る｡ これ等の測定結果より第7図､第8図の共振曲線が得

られ､その他諸測定値の系統だった解析に依り台車ばね

釆の検討がなされ､衝撃に対するばね下重量の影響の解 明､更にオイルダyパ←性能の研究がなされるのである が､これ等の詳細については本文の範囲外であり別の機 会に発表される筈であるから此処では省略する｡ 4.台草動的試験機性能の検討

大阪市

の他､数種台草の振動特性の測定の結果､こ の試験機の性能について検討がなされ次の結論を得た｡ (1)事体上下方向の強制変位の与え方及びその値

は､実用上十分満足すべきものである｡

(2)台専に左右方向の強制変位を与える構造にはな

っていないけれども､逆相偏心の場合(第5図)の測定 結果よりばね系の検討は十分可能であることが分った｡

(3)草体が走行速度を有しない事は､種々?測定結

果に実地路線の場合と異る現象を呈するのではないかと

台車動的試験機に

よ

_る振動

_{験について}

455;

思われたけれども､この心配は殆どなく､特にばね下重

量の影響を調べるための突起に依る衝撃試験は極めて有 用な結果を与えて呉れることが判明した｡

〔Ⅴ〕結

冨 大阪市 台車の振動特性の測定を中心にして､この試

験機の構造i性能などについて記述したが､この他走行

試験に依る軸受の研究も只今進行中であり､動的強度の 測定も近日中に準備完了の運びになっている｡ これまでの試験結果より本台畢試験機の有用性が立証 され､今後この試験機の全面的活用に依って台華の 特性があらゆる方面に亘って解明せられて行くことになつ た｡

定置式であるという特長に対して､実地路線状況と異る

という事も考えられるが､台草の性百巨の解析そのものに はこの事は問題とならない｡但し実地にその測定値を適二 用せんとする場合には或は僅かの修正を必要とすること になるかも知れない｡この点ほこの試験機に依る試験を 数多くの台軍について行って行く事に依り順次解朗せら. れて行くものであり､逆にこの試験機がその性能を遺憾

なく発揮出来るのほ一に今後の活用にかゝつておると言

うことが出来る｡ この試験機は笠戸工場設計 青木主任の創意に基くも のであり､設計に当って同氏の強力なる指導及び研究検二

査機関華各課関係者の積極的な協力を得た｡本文を纏め▲

るに当っては研究 桑江主任他関係者よりは貴重な資料 の貸与及び有益なる助言を得た｡これ等閑係各位及び笑 際設計製作試験に尽力された ものである｡ 氏に対して厚く感謝する

実用新案

第392250号

衛

_流

_式

_遠

これは衝流式遠隔測定装置の受信装置に関するもので あって､ピークトランス(1)に送入された衝流は放電管 (2)及び(3)を交互に点じて蓄 器(4)及び(5)を交互 に放電せしめて指示計器(6)に指示せしめるのである｡ この場合放電管(2)及び(3〕の格子偏描な分圧抵抗(7〕 によって与えられているので放 蓄電器(5〕の放 管(3〕の点弧によって を行う場合にほ特に整流管(8)によつ て肢路効果を免れるようにしてある｡従来この種装置に 於てほ放 従って放 管に格子抵抗(9)及び(10)を欠いていた｡ 管(2)の点弧の際その格子と陰極間の電圧が ピークトランス(1)に逆流しそのピrクの波形を非常に

悪くし､且つ他の管にも悪影響を及ぼした｡然るにこの

案ほ約100kβの抵格を格子回路に挿入することによつ て上記の欠陥を排除し放電管の動作を安定ならしめるこ とができたものである｡ (田 中)

隔

測

定

_装

置

小

南

常

雄

456 10/30

9/20

11/28 11/28 昭和28年2 月

11/18

12/上旬 12/3∼5

11/26

11/2j 評

_論

_{第35号 第2巻}

日立製作所社員の社外講演一覧(昭和27年11月受付分)

マ _ツ ダ号 整 備 講 九州炭鉱 豊 技 術 講 演 一∠ゝフ:く 全 潰 講 術 技 全会 興究 環研 術料 学材 木素 目尻 日永学術振興 炭素材料研究 =-こく 会 高分子学会他三学会 全部 協 ム支 ゴ東 本 目関 刊工業新聞社

日本建設機械化協会

関 西 支 部 日本労務研究会 30AH-12塑!気化器について 世 界 の ポ ン _プ 日立巻上機運転監理事項 衡 ∴ヽ. 古田

荷重に依りロープが受ける最大応力の理

と計算 直流機洞刷子の振動と摺動接触特性 童用刷子の動作特性 色彩調節と その効果 珪素ゴム及びその他2種の合成ゴムの 耐油､耐熱性 鉄鋼に対する最近の欠陥検査法 電装品の取扱について 労務管理に於けるスタフとライ`ソの分担関係 戸塚工場 亀有工場 亀有工場 亀有工場 日立研究所 日立研究所 亀戸工場 日立研究所 中央研究所 多賀工場 戸塚工場

薙

原 寺 田 石 橋 重 石 橋 重 連 進 遠 遠 武 政 隆 一 一 木 利 信 山 津 中年田 菊 田 亀 田 市 川 幸 昌 多利男 ユ塑 二二

実用新案

第394722号

変

成

器

コ

イ

この新案は板状コイル(2)を締付けるコ状の締付金具 ･(6)と鉄心(1)との間に木製楔(9)を挿した変成器コイ ルの固定装置に於て上記木製楔(9)とコ状の締付金具(6) の内側との問に波状の板バネ(8)を介挿せしめたもので あって､木製楔(9)がたとえ乾燥収縮することがあって も板バネ(8)の弾力によって､コイル(2)を完全に支持 -せしめ得るものである｡ (田 中) ル の

_固.定

林

国

_雄

＼

＼

/ ♂